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Hubble jette un autre regard sur une galaxie qui semble manquer de matière noire

La galaxie ultra-diffuse DF2 semble étrangement dépourvue de matière noire.

La galaxie ultra-diffuse DF2 semble étrangement dépourvue de matière noire.
Image: SCIENCE : NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS) TRAITEMENT D’IMAGE : Alyssa Pagan (STScI)

En 2018, une équipe d’astronomes a rapporté qu’une galaxie ne semblait pas avoir de matière noire, la substance invisible et mystérieuse qui n’est connue que par ses effets gravitationnels. Le travail de l’équipe a été rencontré le scepticisme, mais maintenant, ils ont doublé l’hypothèse après des observations supplémentaires de la galaxie à l’aide du télescope spatial Hubble.

De nombreuses galaxies sont d’énormes formations spirales, comme notre Voie lactée, ou elliptiques, comme M87 de la renommée du trou noir. Mais cette galaxie, appelée DF2 en abrégé, manque de cette densité. Elle est ultra-diffuse, c’est-à-dire qu’elle a la masse d’une galaxie plus petite mais beaucoup plus étalée. DF2 est aussi large que la Voie lactée mais ne contient qu’un demi pour cent du nombre d’étoiles. Une équipe de recherche suggéré en 2018 que l’ultra-diffusion de DF2 pourrait s’expliquer par une absence de matière noire, souvent appelée la «colle» qui maintient les galaxies ensemble. Mais d’autres astronomes n’étaient pas convaincus, argumentant que les données n’étaient pas assez solides pour arriver à une telle conclusion.

Le deuxième tour de résultats de l’équipe a été publié ce mois-ci dans Astrophysical Journal Letters, et ils affinent la mesure de la distance de la galaxie à la Terre, ce qui a des implications sur la façon dont DF2 pourrait être sans matière noire.

“Nous avons pris des risques avec nos premières observations Hubble de cette galaxie en 2018”, a déclaré Pieter van Dokkum, astronome à l’Université de Yale et co-auteur du nouvel article, dans un Déclaration de la NASA. « Je pense que les gens avaient raison de le remettre en question parce que c’est un résultat tellement inhabituel. Ce serait bien s’il y avait une explication simple, comme une mauvaise distance. Mais je pense que c’est plus amusant et plus intéressant si c’est en fait une galaxie étrange.

La matière noire n’a pas encore été observée directement (et il existe plusieurs candidats pour l’expliquer, de trous noirs primordiaux à des particules théoriques comme axion), mais les astronomes voient la signature gravitationnelle de la substance lorsqu’ils examinent la vitesse de rotation des galaxies par rapport à la quantité de matière visible dont elles disposent. Cela ne peut pas être dit pour DF2, cependant, où les étoiles observables semblent expliquer la majeure partie de la gravité de la galaxie.

Certaines critiques de l’article original se sont concentrées sur la luminosité de la galaxie : si les chercheurs s’étaient trompés de distance dans leurs mesures, la galaxie pourrait être plus proche que prévu et donc avoir moins d’étoiles que ne le laisse supposer sa luminosité. Moins d’étoiles signifierait que moins de gravité de DF2 pourrait être attribuée à la matière visible, et donc il doit avoir plus de matière noire pour maintenir la structure ensemble. Mais ce n’est pas ce que les chercheurs ont trouvé dans leurs dernières observations.

“Pour presque toutes les galaxies que nous regardons, nous disons que nous ne pouvons pas voir la majeure partie de la masse parce que c’est de la matière noire”, a déclaré van Dokkum. “Ce que vous voyez n’est que la pointe de l’iceberg avec Hubble. Mais dans ce cas, ce que vous voyez est ce que vous obtenez. Hubble montre vraiment tout. C’est ça. Ce n’est pas seulement la pointe de l’iceberg, c’est tout l’iceberg.

Ainsi, pour le nouvel article, les chercheurs ont pris plus de mesures de la distance de DF2, en utilisant 40 orbites de Hubble (le célèbre télescope spatial, malheureusement, est actuellement dysfonctionnement). La distance estimée de la galaxie a été affinée à environ 22 mégaparsecs, ou 72 millions d’années-lumière, la rendant encore plus éloignée que sa précédente distance estimée de 65 millions d’années-lumière et défiant l’idée que son manque apparent de matière noire puisse être expliqué. par une erreur de calcul de sa distance. Pour l’instant, le mystère de la matière noire “manquante” de DF2 continue.

Plus: Un débat houleux entoure la galaxie semblant manquer de matière noire

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